擠壓態(tài)AZ31鎂合金室溫變形行為研究.pdf

1、從20世紀晚期開始，人們就一直致力于降低能源消耗和環(huán)境污染。隨著自然資源短缺的加重，大范圍的生產(chǎn)和使用輕金屬合金，從而減輕重量、提高效率、降低成本，已經(jīng)成為一種必然的趨勢。目前，鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料在多種技術(shù)應(yīng)用上都取得了引人注目的成就，尤其在汽車、航空和電子產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)，可開動的滑移系比較少，使得鎂合金的塑性較差，降低了成型能力，這大大限制了變形鎂合金的推廣應(yīng)用。正因為如此，這些年鎂

2、合金變形和成型的研究已經(jīng)成為該領(lǐng)域里的一個重要的課題。
　　 本論文的工作中，我們首先通過雙向雙通道變通徑（DDE）擠壓工藝改善鎂合金的組織和性能。論文選取應(yīng)用比較廣泛的AZ31鎂合金作為研究對象。采用金相顯微分析（OM）、X射線衍射分析、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）等手段，對擠壓態(tài)AZ31鎂合金的性能及其隨后的拉伸、壓縮過程中的變形行為、失效行為、退火再結(jié)晶行為進行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明：
　　 DDE擠壓工

3、藝可以細化鎂合金的晶粒，改善鎂合金的力學性能。隨著擠壓溫度的升高，晶粒發(fā)生長大，組織變得不均勻，力學性能變差。400℃擠壓過程中沿擠壓方向形成了基面{0002}纖維織構(gòu)。
　　 對400℃擠壓態(tài)鎂合金進行室溫拉伸、壓縮變形，變形過程中發(fā)生了孿生，隨著變形量的增加，組織中孿晶的數(shù)量增加，孿晶形態(tài)和孿生模式也發(fā)生了變化，厚透鏡片狀的{10—12}<10—11>拉伸孿晶在變形初期形成，薄片狀的{10—11}<10—12>壓縮孿晶在變形

4、后期形成。相同變形量下，壓縮時產(chǎn)生的孿晶更多，這是擠壓過程中形成的基面{0002}纖維織構(gòu)引起的。變形后的試樣在退火過程中發(fā)生了靜態(tài)再結(jié)晶，變形過程中形成的孿晶為再結(jié)晶的發(fā)生和晶粒的細化起到了關(guān)鍵的作用。
　　 400℃擠壓態(tài)鎂合金在室溫拉伸、壓縮過程中出現(xiàn)了明顯的拉伸-壓縮屈服不對稱現(xiàn)象。晶粒尺寸、Al元素含量和織構(gòu)是影響拉-壓不對稱性的關(guān)鍵因素。晶粒尺寸越小、Al元素含量越高、織構(gòu)越分散，鎂合金的拉-壓不對稱性越弱。對擠壓態(tài)

5、鎂合金進行熱處理，經(jīng)歷固溶處理的試樣的拉-壓不對稱性最弱，這是晶粒尺寸、織構(gòu)、Al元素三方面綜合作用的結(jié)果。
　　 均勻態(tài)AZ31鎂合金拉伸破壞實驗過程中發(fā)生穿晶斷裂，微觀斷口分析顯示其斷裂機理為解理斷裂。400℃擠壓態(tài)AZ31鎂合金拉伸斷裂機理為準解理斷裂。經(jīng)熱處理后的擠壓態(tài)鎂合金在拉伸過程中出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，斷裂均屬于延性斷裂，斷裂機理均為微孔型斷裂。不同熱處理狀態(tài)試樣斷口中的韌窩數(shù)量、深淺、形貌有所差異，經(jīng)歷固溶處理的試樣的塑